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AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamento Task 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturali Subtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi UNIVERSITÀ DI TRENTO – FACOLTÀ DI INGEGNERIA Giovedì 7 luglio 2011 Claudio Modena Area Tematica 1 Strumenti per la valutazione e la gestione del rischio del patrimonio costruito Linea 1.1 Nuovi aspetti nella valutazione delle strutture esistenti e degli interventi di adeguamento e valutazione del rischio sismico del patrimonio costruito a scala regionale Task 1.1.1 Valutazione della vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici e beni culturali SubTask 1.1.1.b Strutture in muratura: valutazione dell’efficacia degli interventi WORKSHOP ReLUIS WORKSHOP ReLUIS I ANNO I ANNO

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AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

UNIVERSITÀ DI TRENTO – FACOLTÀ DI INGEGNERIA

Giovedì 7 luglio 2011

Claudio Modena

Area Tematica 1Strumenti per la valutazione e la gestione del rischio del patrimonio costruito

Linea 1.1Nuovi aspetti nella valutazione delle strutture esistenti e degli interventi di adeguamento e

valutazione del rischio sismico del patrimonio costruito a scala regionale

Task 1.1.1Valutazione della vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici e beni culturali

SubTask 1.1.1.bStrutture in muratura: valutazione dell’efficacia degli interventi

WORKSHOP ReLUIS WORKSHOP ReLUIS –– I ANNOI ANNO

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

Area Tematica 1 – AT1: Strumenti per la valutazione e la gestione del rischio del patrimonio costruito

Linea 1.1: Nuovi aspetti nella valutazione delle strutture esistenti e degli interventi di adeguamento e valutazione del rischio sismico del patrimonio costruito a scala regionale (coord. Gaetano Manfredi)

Task 1.1.1: Valutazione della vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici e beni culturali (coordd. Sergio Lagomarsino, Guido Magenes, Claudio Modena)

Sub-Task 1.1.1a: Analisi e verifica di costruzioni in muratura (coord. Sergio Lagomarsino)

Sub-Task 1.1.1b: Strutture in muratura: sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi (coord. Claudio Modena)

IL SUBIL SUB--TASK 1.1.1bTASK 1.1.1b

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

Il Sub-Task 1b è dedicato principalmente alla sperimentazione, in situ o di laboratorio, e alla verifica per via sperimentale dell’efficacia degli interventi di rinforzo o consolidamento.

Sono stati previsti tre ambiti tematici principali corrispondenti ad altrettante macro-attività (Work Packages – WP):

1)valutazione in sito/sperimentale della qualità muraria e dell’efficacia delle tecniche di consolidamento della muratura;

2)orizzontamenti, coperture, sottostrutture lignee, volte murarie e loro interazione con le strutture verticali;

3)sperimentazione e modellazione su sistemi e sottosistemi in muratura.

All’interno di ciascun WP, infine, si articolano argomenti più specifici sviluppati dalle varie Unità di Ricerca (UR).

Complessivamente, 18 UR risultano direttamente coinvolte nel presente Sub-Task.

IL SUBIL SUB--TASK 1.1.1bTASK 1.1.1b

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

IL SUBIL SUB--TASK 1.1.1b: TASK 1.1.1b: WORKPACKAGESWORKPACKAGES

WP1: Valutazione in sito/sperimentale della qualitàmuraria e dell’efficacia delle tecniche di consolidamento della muratura

WP2: orizzontamenti, coperture, sottostrutture lignee, volte murarie e loro interazione con le strutture verticali

WP3: sperimentazione e modellazione su sistemi e sottosistemi in muratura

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

a) Conoscenza della costruzione, indagini in sito - Sperimentazione e diagnostica in sito e di laboratorio - muratura: indagini in sito atte a definire la qualità muraria (POLIMI-a, UNIPG, UNIFI)

b) Valutazione sperimentale del comportamento per azioni nel piano di muratura in pietra a doppio paramento con diversi gradi di connessione trasversale (UNIGE-b)

c) Valutazione sperimentale dell'efficacia di interventi di miglioramento/rinforzo sulla muraturac1) Valutazione sperimentale dell’efficacia di interventi di miglioramento sismico su murature riparate

mediante iniezioni o con FRP (sperimentazione e diagnostica in sito e di laboratorio) (POLIMI-a, UNIPD-c e UNIBO*)

c2) Valutazione sperimentale dell’efficacia di tecniche innovative di rinforzo della muratura – laterizio armato, reticolatus, bandelle estradossali (UNIPG)

c3) Valutazione sperimentale dell’efficacia di tecniche innovative di rinforzo della muratura – betoncino armato con fibre di acciaio inossidabile, materiali fibrosi (UNIFI)

d) Tecniche di valutazione in sito della resistenza a taglio della muraturad1) Sviluppo di tecniche di valutazione in sito della resistenza a taglio della muratura mediante

martinetti piatti (UNICT, UNIBG)d2) Sviluppo di una tecnica di valutazione in sito della resistenza a taglio mediante la prova a pannelli

contrapposti (UNIPI)e) Ottimizzazione delle strategie e delle tecniche diagnostiche (UNIPD-a)

WORK PACKAGE 1WORK PACKAGE 1

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U.R. POLIMIU.R. POLIMI--a a (G. Cardani)(G. Cardani) Task AT1Task AT1--1.1b:1.1b:1) 1) Conoscenza della costruzione, indagini in sito.Conoscenza della costruzione, indagini in sito.

Ripartendo da quanto era stato fatto per il primo progetto ReluiRipartendo da quanto era stato fatto per il primo progetto Reluis, si era s, si era proposto di migliorare le defnizioni della tabella C8A1 della Nproposto di migliorare le defnizioni della tabella C8A1 della NTC e redatto una TC e redatto una scheda di rilievo della muratura da usare in sito e in grado di scheda di rilievo della muratura da usare in sito e in grado di fornire:fornire:-- un livello di conoscenza LC1 che forniva un un livello di conoscenza LC1 che forniva un valido aiuto nel definire la descrizione della valido aiuto nel definire la descrizione della muratura in pietra da confrontarsi con quelle muratura in pietra da confrontarsi con quelle fornite dalla tabella di normativa e dei fornite dalla tabella di normativa e dei coefficienti correttivi.coefficienti correttivi.

Codice

Definizione contenuta nell'ordinanza 3274/2005, nella tabella 11.D.1 e in tabella C8B.1 della NTC

14.01.08).

Proposta di modifica della definizione di tipologia

(RELUIS)

Muratura a blocchi squadrati di pietra non tenera

Muratura in mattoni pieni e malta di calce Nessuna modifica

Muratura in pietre a spacco con buona tessitura

Muratura in pietre a spacco (anche di forma irregolare) con buona tessitura (pietre ben ammorsate)

Muratura a conci di pietra tenera (tufo, calcarenite, ecc.)

Muratura a blocchi squadrati di pietra tenera (tufo, calcarenite, ecc.)

D

E

F

Muratura a blocchi lapidei squadrati

Esempi di tessiture murarie

A

B

C

Muratura in pietrame disordinata (ciottoli, pietre erratiche e irregolari)

Muratura in pietrame (ciottoli, pietre erratiche, ecc.), disordinata per forma, dimensione e tipo di materiale degli elementi. Muratura a lisca pesce

Muratura a conci sbozzati, con paramento di limitato spessore e nucleo interno

Muratura a conci sbozzati, di dimensioni variabili e con prevalenza di filari orizzontali

100 cm0cm

100 cm

100 cm0cm

100 cm

100 cm0cm

100 cm

100 cm0cm

100 cm

100 cm0cm

100 cm

100 cm0cm

100 cm

100 cm0cm

100 c

m

100 cm0cm

100 cm

100 cm0cm

100 cm

100 cm0cm

100 cm

100 cm0cm

100 cm

Stato di sforzo locale

εl εv

-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Deformazione [μm/mm]

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Sfor

zo [N

/mm

2 ]

HSP-J3DLVDT 1, 2, 3, 4

LVDT 5

350400500600700800900100011001200130014001500160017001800190020002100220023002400250026002700280029003000

Velocità Sonica[m/s]

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18

19 20 21 22 23 24

25 26 27 28 29 30

31 32 33 34 35 36

-- un livello di conoscenza LC2 basato un livello di conoscenza LC2 basato sullsull’’uso delle indagini diagnostiche semiuso delle indagini diagnostiche semi-- o o non distruttive per determinare i parametri non distruttive per determinare i parametri chimicichimici--fisicifisici--meccanici necessari.meccanici necessari.

Caso evidente dove l’osservazione del solo prospetto murario non rivela invece una muraturacompatta e di buona qualità (ex-ospedale S.Paolo di Savona).

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Task AT1Task AT1--1.1b:1.1b:1) 1) Conoscenza della costruzione, indagini in sito.Conoscenza della costruzione, indagini in sito.

In studio una metodologia di rilevamento delle misure di spostamIn studio una metodologia di rilevamento delle misure di spostamento durante ento durante una prova con i martinetti piatti, di supporto nel valutare il cuna prova con i martinetti piatti, di supporto nel valutare il comportamento omportamento tensotenso--deformativo di murature in pietra irregolare come quelle aquiladeformativo di murature in pietra irregolare come quelle aquilane.ne.

Stato di sforzo locale

εl εv

-2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00

Deformazione [μm/mm]

0.00

0.40

0.80

1.20

Sfor

zo [N

/mm

2 ]

SU-PM-J1DLVDT 1

LVDT 2

LVDT 3

LVDT 4

LVDT 5

12 345

xyx

y

Metodo ottico per la valutazione Metodo ottico per la valutazione degli spostamenti assolutidegli spostamenti assoluti

xy

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Task AT1Task AT1--1.1b:1.1b:2) Valutazione sperimentale dell'efficacia di interventi di 2) Valutazione sperimentale dell'efficacia di interventi di miglioramento sismico: sperimentazione in laboratoriomiglioramento sismico: sperimentazione in laboratorio

Sono state condotte in collaborazione con la UR UNIPD prove di dSono state condotte in collaborazione con la UR UNIPD prove di durabiliturabilitàà(cicli termici, di umidit(cicli termici, di umiditàà e di cristallizzazione salina) su campioni di muratura e di cristallizzazione salina) su campioni di muratura con applicati CFRP.con applicati CFRP.

Polystyrene plug

Gravel

Polystyrene

Gravel

Loss of material considered as loss of area of the section

Wallette: vertical section

Attraverso l’uso della termografia sono stati messi in evidenza difetti prima delle prove, localizzati in corrispondenza dei giunti, e dopo sui bordi.

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(Resp. Scient. Antonio Borri)(Resp. Scient. Antonio Borri)

SONO STATE IDEATE E PROVATE NUOVE TECNICHE DI RINFORZO (MURATURE):- RETICOLATUS CON FUNI IN COMPOSITO- RETICOLATUS PER MURATURE LISTATE - RETICOLATUS IBRIDO (RETE GFRP-RETICOLATUS)- SPILLATURA A SECCO CON BARRE ELICOIDALI- INSERIMENTO DI DIATONI AD ESPANSIONE- RINFORZO INTRADOSSALE «A OMBRELLO» PER VOLTE IN FOGLIO

SONO STATE INOLTRE SPERIMENTATE LE TECNICHE:- INTONACO ARMATO CON RETE IN GFRP- RINFORZO INTRADOSSALE DI ARCHI MURARI- CERCHIATURA NEI GIUNTI DI MALTA DI PILASTRI MURARI

UR PERUGIA UR PERUGIA –– ATTIVITATTIVITÀÀ I ANNOI ANNO

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12 PANNELLI MURARI DI EDIFICI A L’AQUILA PROVATI A COMPRESSIONE DIAGONALE

5 PANNELLI MURARI IN UN EDIFICIO A L’AQUILA TESTATI FUORI DEL PIANO (IN COLLAB. CON M. CANDELA – UNI RC)

20 TEST SU SPILLATURE A SECCO (INSERIMENTO E PULL OUT) SULLE MURA URBICHE AQUILANE

1 VOLTA IN FOGLIO PROVATA DINAMICAMENTE IN UN EDIFICIO A L’AQUILA

7 ARCHI MURARI (IN LABORATORIO)

10 PILASTRI MURARI (IN LABORATORIO)

SONO STATI TESTATI:

UR PERUGIA UR PERUGIA –– ATTIVITATTIVITÀÀ I ANNOI ANNO(Resp. Scient. Antonio Borri)(Resp. Scient. Antonio Borri)

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PUBBLICAZIONI CHE RIPORTANO I RISULTATI DELLE SPERIMENTAZIONI:1.Borri A., Castori G., Corradi M. (2011) “Shear behavior of masonry panels strengthened by high strength steel cords”, Construction and Building Materials, Elsevier, n. 25(2), pp. 494–503.

2.Borri A., Castori G., Corradi M. (2011) “Rinforzo intradossale di archi in muratura con lamine pultruse in FRP”, Atti del XIV Convegno Nazionale su l’Ingegneria Sismica in Italia (ANIDIS), 18-22 settembre 2011, Bari.

3.Borri A., Castori G. (2011) “Indagini sperimentali sulla durabilità di materiali compositi in fibra d’acciaio”, Atti del XIV Convegno Nazionale su l’Ingegneria Sismica in Italia (ANIDIS), 18-22 settembre 2011, Bari.

4.Borri A., Castori G., Corradi M. (2011) “Confinamento di pilastri in muratura con fibre di acciaio ad alta resistenza”, Atti del XIV Convegno Nazionale su l’Ingegneria Sismica in Italia (ANIDIS), 18-22 settembre 2011, Bari.

5.Borri A., Castori G., Corradi M. (2011) “Sperimentazioni sul comportamento meccanico di alcune murature storiche aquilane”, Atti del XIV Convegno Nazionale su l’Ingegneria Sismica in Italia (ANIDIS), 18-22 settembre 2011, Bari.

6.Borri A., Corradi M. (2011) “Ricerche per la ricostruzione a L’Aquila: prove su murature rinforzate con reti in GFRP”, su Structural, Ed De Lettera, in stampa.

7.Borri A., Castori G., Corradi M., Speranzini E. (2011) “Shear behavior of unreinforced and reinforced masonry panels subjected to in-situ diagonal compression tests”, Construction and Building Materials, Elsevier, in stampa.

(Resp. Scient. Antonio Borri)(Resp. Scient. Antonio Borri)UR PERUGIA UR PERUGIA –– ATTIVITATTIVITÀÀ I ANNOI ANNO

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UNIFI UNIFI -- ATTIVITATTIVITÀÀ IN CORSOIN CORSO

a.Conoscenza della costruzione, indagini in sito – Sperimentazione e diagnostica in sito e di laboratorio – Muratura: indagini in sito atte a definire la qualità muraria- ABACO REGIONALE DELLE MURATURE

Riorganizzazione ed elaborazione dei dati derivanti da prove in sito ed in laboratorio condotte su murature comunemente presenti nel territorio toscano (campagne sperimentali già condotte dal DICeA

a partire dagli anni ’80).

- CORRELAZIONE CON IQM E CARATTERISTICHE MECCANICHE MURATURE- CAMPAGNA SPERIMENTALE SU PANNELLI IN BLOCCHI DI LATERIZIO CON

PERCENTUALE DI FORATURA SUPERIORE AL 45%

c.Valutazione sperimentale dell’efficacia di interventi di miglioramento/rinforzo sulla muratura- CAMPAGNE SPERIMENTALI GIÀ EFFETTUATE (30 PANNELLI)

- CASTELNUOVO FRAZIONE DEL COMUNE DI SAN PIO DELLE CAMEREn. 8 prove di compressione semplicen. 8 prove di compressione diagonale n. 24 prove di estrazione

metodologie tradizionali (intonaco armato)metodologie innovative

(intonaco in calcestruzzo fibro-rinforzato, FRP)

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PRIMI RISULTATI PRIMI RISULTATI –– ABACO DELLE MURATUREABACO DELLE MURATURE

65 pannelli in sito

15 prove con martinetto piatto doppio

5 prove di compressione semplice

18 prove di taglio-compressione

27 prove di compressione diagonale

45% conci sbozzati

30% pietrame disordinato

15% muratura di mattoni pieni

10% pietre a spacco

Il contributo dell’UR è inerente alla valutazione delle caratteristiche meccaniche di murature “storiche”secondo le categorie riportate nella Tabella C8A.2.1 , eventualmente corrette tramite i coefficienti della Tabella C8A.2.2 .L’obiettivo è determinare dei valori di riferimento delle caratteristiche meccaniche che siano peculiari del territorio regionale ed identificare delle possibili sottocategorie per tenere conto di aspetti specifici ricorrenti nel territorio regionale.

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È stata svolta una campagna sperimentale su tre pannelli di muratura a doppio paramento,in blocchi di laterizio con percentuale di foratura maggiore del 45%.

fc ≈ 90 N/mm2

Es ≈ 1400 N/mm2

Gm ≈ 265 N/mm2

PRIMI RISULTATI PRIMI RISULTATI –– MURATURA IN BLOCCHI DI LATERIZIO FORATIMURATURA IN BLOCCHI DI LATERIZIO FORATI

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Valutazione sperimentale del comportamento, per azioni nel piano, di muratura in pietra a doppio paramento con diversi gradi di connessione trasversale (Sub Task 1b Wp1-b)

La ricerca è finalizzata a determinare il ruolo delle connessioni trasversali nella risposta nel piano (resistenza e deformabilità a taglio) di pannelli murari caratterizzati da diversi paramenti [Tabella C8A.2.2 – Circolare n°617 del 2 febbraio 2009)

S. PodestS. Podestàà, A. Brignola, L. Scandolo, A. Brignola, L. Scandolo

UNIGEUNIGE--b (Universitb (Universitàà di Genova)di Genova)

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Lo studio analitico del problema per due casi limite (paramenti Lo studio analitico del problema per due casi limite (paramenti non collegati e non collegati e collegati con connessione infinitamente rigida) evidenzia che i collegati con connessione infinitamente rigida) evidenzia che i risultati non risultati non sono sempre congruenti con i suggerimenti forniti dalla Circolarsono sempre congruenti con i suggerimenti forniti dalla Circolare. e.

UNIGEUNIGE--b (Universitb (Universitàà di Genova)di Genova)

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Per validare sperimentalmente i risultati della ricerca numerica èin corso di svolgimento una campagna sperimentale presso il Laboratorio del DICAT – UNIGE.

Verranno eseguite prove di compressione diagonale su 8 pannelli caratterizzati da paramenti di diverso spessore e diverso grado di connessione trasversale.

UNIGEUNIGE--b (Universitb (Universitàà di Genova)di Genova)

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1. Metodologie sperimentali per murature esistenti:

a. Consolidamento di costruzioni in muratura: metodologie sperimentali non distruttive (indagini soniche, impact –echo) per la verifica dell’efficacia degli interventi di consolidamento mediante iniezioni.

b. Proprietà meccaniche di murature soggette a degrado ambientale.

2. Tecniche di rilievo architettonico e strutturale di strutture murarie complesse, con particolare riferimento agli edifici vincolati ed ai beni architettonici

UNITAUNITA’’ OPERATIVA DI BOLOGNAOPERATIVA DI BOLOGNA(coord. Marco Savoia)(coord. Marco Savoia)

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Consolidamento: Metodologie sperimentali non distruttiveConsolidamento: Metodologie sperimentali non distruttive

pannello 26-27/D

0,0000

0,0005

0,0010

0,0015

1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

velocità (m/s)

pdf

pre-iniezionepost-iniezione (1)

post-iniezione (2)

METODOLOGIE SPERIMENTALI NON DISTRUTTIVE (indagini soniche, impact – echo) per la verifica dell’efficacia degli interventi di consolidamento mediante iniezioni

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• risalita capillare (h)

• calore (T)

• diffusione sali ( )fc

Cristallizzazione sali ( )sc

aggiornModellazione

numerica

Test Laboratorio

predizione

Cond ambientali

Fenomeno

effetto

- danneggiamento- perdita prestazioni

conoscenza

Prestazioni meccaniche

struttura

Effetto del degrado ambientale delle muratureEffetto del degrado ambientale delle murature

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U.R. UNIPDU.R. UNIPD--c (Universitc (Universitàà di Padova)di Padova)

ADESIONE FRP/MURATURA ADESIONE FRP/MURATURA –– 1 (conclusa)1 (conclusa)L’idea di base consiste nel condurre varie serie di prove di pull-off su mattoni pieni in laterizio, in concomitanza con altre prove di caratterizzazione meccanica sui medesimi elementi (flessioni, compressioni, pro, facendo variare:

tipo di mattone (estruso/facciavista);tipo di rinforzo (carbonio/vetro);applicazione o meno di primer.

Tutto ciò al fine di trovare eventuali influenze dei fattori sopraccitati e valutare possibili correlazioni fra le proprietà meccaniche misurate.

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ADESIONE FRP/MURATURA ADESIONE FRP/MURATURA –– 2 (in corso)2 (in corso)SINGOLO MATTONE[SINGLE-LAP E DOUBLE-LAP]

basalto (BFRP)carbonio (CFRP)vetro (GFRP)acciaio a media densità (SRP)

PRISMA MURARIO [SINGLE-LAP]basalto (BFRP)carbonio (CFRP)vetro (GFRP)acciaio a media densità (SRP)

RILEM TC 223-MSC “Masonry Strengthening with Composite Materials”

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RINFORZO DI SOLAI LIGNEI (in corso)RINFORZO DI SOLAI LIGNEI (in corso)

RINFORZO DI VOLTE A BOTTE (in fase di avvio)RINFORZO DI VOLTE A BOTTE (in fase di avvio)Costruzione di 8 volte in muratura a una testa (spessore 12 cm, luce 3.1 m, freccia 1.1 m, larghezza 0.77 m).Vari tipi di rinforzo a confronto, inclusi sistemi di irrigidimento quali frenelli e frenelli armati.Prove di tipo monotonico oppure ciclico, applicando il carico verticale con due martinetti agenti in modo asincrono.

Valutazione degli incrementi di resistenza e rigidezza nel piano correlati all’applicazione di elementi in materiale composito.Differenti materiali (fibre naturali, fibre di carbonio, fibre di acciaio) e disposizioni del rinforzo (diagonale/a rete) posti a confronto.Per ciascun tipo di rinforzo, una prova monotonica e una ciclica.

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Tecniche di valutazione in sito della resistenza a taglio Tecniche di valutazione in sito della resistenza a taglio della muraturadella muraturaSi considerano due procedura di prova con martinetto piatto utili alla determinazione dei parametri che regolano la rottura a taglio per scorrimento e per fessurazione diagonale:La prova di scorrimento con martinetto piatto

0

50

100

150

200

250

300

-5000 -4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000

Forz

a [K

N]

spostamenti[μm]

A1 A2 A3 A4

B1-B2 B3-B4

Proposta nell’ambito del primo progetto RELUIS è adesso in corso di validazione mediante applicazioni su diverse tipologie murarie e confronto con altre metodologie di prova.

U.R. CATANIA U.R. CATANIA –– prof. Ivo Caliòprof. Ivo Caliò

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La prova di taglio con martinetto piattoLa prova di taglio con martinetto piattoSi propone una prova di taglio con martinetto piatto condotta suSi propone una prova di taglio con martinetto piatto condotta su una una porzione di parete soggetta ai carichi verticali di esercizio. porzione di parete soggetta ai carichi verticali di esercizio.

H3

H4

V1 V2Martinetto

Taglio nellamuratura

Taglio nellamuratura

AS BS

CS DS

Ai Bi

Ci Di

H1

H2

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Esempio di applicazione ad una muratura di pietra lavica Esempio di applicazione ad una muratura di pietra lavica (spessore 100 cm) dimensione del concio di parete (spessore 100 cm) dimensione del concio di parete soggetto a prova 100x200 cmsoggetto a prova 100x200 cm

modulo di elasticità tangenziale secante

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5scorrimento medio[ μm/mm]

mod

ulo

di e

last

icità

tang

enzi

ale

seca

nte

[daN

/cm

q]

legame tensione tangenziale-scorrimento medio

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5scorrimento medio[ μm/mm]

tens

ione

tang

enzi

ale[

daN

/cm

q]

μ=0,00 μ = 0,10 μ = 0,20 μ = 0,30 μ = 0,40 μ = 0,50

Immagini della parete a fine prova, prima e dopo la rimozione deImmagini della parete a fine prova, prima e dopo la rimozione dellll’’intonaco superficiale, sono stati intonaco superficiale, sono stati utilizzati due martinetti piatti 50x40 collegati in serie. Il cautilizzati due martinetti piatti 50x40 collegati in serie. Il carico verticale rico verticale èè stato misurato attraverso stato misurato attraverso una prova con singolo martinetto effettuata in adiacenza.una prova con singolo martinetto effettuata in adiacenza.

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

UNIPI (Resp. M. SASSU) UNIPI (Resp. M. SASSU) –– test distruttivi test distruttivi sullsull’’edificio edificio ““LiviLivi”” ospedale di Volterra (PI) ospedale di Volterra (PI)

Edificio tipico dellEdificio tipico dell’’area ospedaliera (circa 1930), in via di demolizione.area ospedaliera (circa 1930), in via di demolizione.

Muratura di scadente qualitMuratura di scadente qualitàà e con tessitura caotica. e con tessitura caotica.

Test preliminari (PNTTest preliminari (PNT--G sulla malta; test di compressione su blocchi)G sulla malta; test di compressione su blocchi)fk = 0,80 fk = 0,80 –– 1,00 MPa.1,00 MPa.

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

UNIPI (resp. M. SASSU) UNIPI (resp. M. SASSU) –– Programma delle Programma delle prove sullprove sull’’edificio edificio ““LiviLivi””

1.1. Compressione diagonale; Compressione diagonale; 2.2. TaglioTaglio--compressione su pannelli contrapposti; compressione su pannelli contrapposti; 3. Compressione con martinetti piatti doppi;3. Compressione con martinetti piatti doppi;4. Taglio con martinetti piatti verticali (con prof. Caliò).4. Taglio con martinetti piatti verticali (con prof. Caliò).

(4)(3)

(1)(2)

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U.R. UNIPDU.R. UNIPD--a (Universita (Universitàà di Padova)di Padova)

OTTIMIZZAZIONE DELLE TECNICHE DIAGNOSTICHE SU STRUTTURE VERTICALOTTIMIZZAZIONE DELLE TECNICHE DIAGNOSTICHE SU STRUTTURE VERTICALI: I: PROVE IN LABORATORIO SU MURI IN PIETRAPROVE IN LABORATORIO SU MURI IN PIETRA

Esecuzione di prove statiche su 38 muri in pietra sia rinforzati che non rinforzati in scala 1:1 e 2:3. La tecnica di rinforzo considerata in questa sperimentazione è l’iniezione di malte a base di calce idraulica naturale.La campagna sperimentale prevede l’esecuzione di:DT: prove di compressione semplice e prove cicliche nel piane a taglio-compressioneMDT: martinetti singoli e doppiNDT: prove soniche (dirette e indirette), tomografie soniche e prove di identificazione dinamica

Verranno effettuati test di laboratorio sui materiali costituenti gli elementi strutturali (pietre e malte di calce naturale) e sui materiali iniettati

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OTTIMIZZAZIONE DELLE TECNICHE DIAGNOSTICHE SU STRUTTURE VERTICALOTTIMIZZAZIONE DELLE TECNICHE DIAGNOSTICHE SU STRUTTURE VERTICALI: I: PROVE DIAGONALI IN SITO SU MURI IN PIETRAPROVE DIAGONALI IN SITO SU MURI IN PIETRA

Esecuzione di prove di compressione diagonale in sito su muri inpietra a due paramenti tipici della regione Abruzzo. I muri sono stati selezionati tra gli edifici danneggiati dal terremoto de l’Aquila nei paesi di Onna, S. Eusanio Forconese e Tempera

PROGRAMMA SPERIMENTALE:Caratterizzazione preliminare dei muri non rinforzati attraverso tomografie soniche (NDT);Esecuzione di iniezioni consolidanti a base di calce idraulica naturale su metà della lunghezza di

ciascun pannello murario considerato;Caratterizzazione dello stato post-iniezione;Taglio dei muri per ottenere i campioni isolati (indicativamente 2 iniettati e 2 non iniettati)

Test di laboratorio per la caratterizzazione meccanica delle miscele iniettate, prelevate in sito e maturate sia in condizioni ambientali che controllate;Esecuzione di prove monotoniche diagonali in sito sia sui pannelli rinforzati che su quelli non rinforzati

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SVILUPPO E CALIBRAZIONE DI SISTEMI DI SVILUPPO E CALIBRAZIONE DI SISTEMI DI MONITORAGGIOMONITORAGGIOSistemi di monitoraggio installati su beni culturali in “normali” condizioniValidare il funzionamento strutturale di modelli comportamentali di riferimento;Identificare processi di danno in atto;Validazione di interventi di consolidamento strutturale…

Sistemi di monitoraggio installati su beni culturali danneggiati in seguito ad evento sismico Accertare la stabilità del danno osservato;Validazione di interventi di consolidamento strutturale;Controllo di sicurezza cantiere di messa in sicurezza / consolidamento…

CASI STUDIO:CASI STUDIO:Arena di VeronaArca Scaligera di Cansignorio (VR)Torre di David (Gerusalemme)

CASI STUDIO:CASI STUDIO:Fortezza spagnola (AQ)Chiesa S.Marco (AQ)Chiesa S. Biagio (AQ)Chiesa S. Silvestro (AQ)Chiesa S. Agostino (AQ)Torre Civica (AQ)

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a) Sottostrutture ligneea1) Studio del comportamento di sistemi di connessione di carpenteria (tradizionali) per elementi

lignei rinforzati con elementi metallici (UNITN – Piazza, POLIMI-b – Parisi)a2) Studio di metodi di rinforzo dei solai lignei alternativi all’uso della soletta collaborante in

calcestruzzo (UNITN – Piazza)a3) Analisi della risposta delle strutture e degli elementi lignei nel terremoto dell’Aquila (POLIMI-b

– Parisi)a4) Analisi delle cause più probabili di vulnerabilità sismica degli edifici tradizionali (per la parte di

coperture e solai a struttura lignea) e delle varie metodologie di intervento proponibili (UNITN– Piazza, POLIMI-b – Parisi)

b) Tecniche diagnostiche non distruttive per il legno (UNINA-d – Faggiano)c) Archi, volte, diaframmi e loro interazione con le strutture verticalic1) Studio sperimentale del rocking di archi diaframma soggetti ad azioni orizzontali e studio

sperimentale di una tecnica di irrigidimento flessionale delle volte in foglio mediante costoloni alleggeriti (UNIBS)

c2) Studio analitico e sperimentale sul comportamento ciclico delle connessioni diaframmi-pareti perimetrali e delle connessioni copertura scatolare-murature di coronamento (UNIBS)

c3) Studio sperimentale dell’efficacia di diaframmi sottili in malta di calce ad alte prestazioni armati con rete in fibre di vetro e di diaframmi sottili in FRC (UNIBS)

WORK PACKAGE 2WORK PACKAGE 2

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SOTTOSTRUTTURE LIGNEE SOTTOSTRUTTURE LIGNEE -- UNITN UNITN

-- Metodi di rinforzo dei solai lignei alternativi allMetodi di rinforzo dei solai lignei alternativi all’’uso della soletta c.a., uso della soletta c.a., caratterizzati da caratterizzati da reversibilitreversibilitàà e e massa ridottamassa ridotta, con buona efficienza per , con buona efficienza per azioni membranali e fuori piano. Sperimentazione.azioni membranali e fuori piano. Sperimentazione.

-- Influenza dei diaframmi lignei sul comportamento dell'edificio, Influenza dei diaframmi lignei sul comportamento dell'edificio, utilizzando utilizzando le risultanze sperimentali da Reluis 2005le risultanze sperimentali da Reluis 2005--08. Prove numeriche su edifici 08. Prove numeriche su edifici reali con differenti rinforzi dei solai. reali con differenti rinforzi dei solai.

-- AssessmentAssessment di strutture e sottostrutture lignee, per calibrare metodi di strutture e sottostrutture lignee, per calibrare metodi sintetici per la diagnosi (anche in collaborazione con UNINAsintetici per la diagnosi (anche in collaborazione con UNINA--d, Faggiano) d, Faggiano) e la valutazione di vulnerabilite la valutazione di vulnerabilitàà (assieme a POLIMI(assieme a POLIMI--b, Parisi). b, Parisi).

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Rinforzo di solai ligneiRinforzo di solai lignei

Sperimentazione di laboratorio con differenti tipologie di conneSperimentazione di laboratorio con differenti tipologie di connessione reversibili.ssione reversibili.

Viti autoforanti a 45°, doppio filetto

Utilizzo di tecnologie innovative con tavole lignee e viti incliUtilizzo di tecnologie innovative con tavole lignee e viti inclinate, per rinforzi per nate, per rinforzi per azioni fuori piano, con tecnologie leggere e reversibili.azioni fuori piano, con tecnologie leggere e reversibili.

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Rinforzo di solai ligneiRinforzo di solai ligneiSperimentazione di laboratorio con differenti tipologie di conneSperimentazione di laboratorio con differenti tipologie di connessione reversibili. ssione reversibili. Risultanze principali.Risultanze principali.

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Solaio originale

Solaio rinforzato

Sperimentale

Valutazione teorica

(EJ)reinf / (EJ)non-reinf ≅ 4,9

(EJ)reinf / (EJ)non-reinf ≅ 5,0

Rinforzo di solai ligneiRinforzo di solai ligneiSperimentazione in situ. Caso studio.Sperimentazione in situ. Caso studio.

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Diaframmi lignei reali e rinforzati Diaframmi lignei reali e rinforzati Influenza dei diaframmi lignei sul comportamento dell'edificio, Influenza dei diaframmi lignei sul comportamento dell'edificio, diaframmi indagati. diaframmi indagati. Analisi pushover su edifici reali. Primi risultati confermano cAnalisi pushover su edifici reali. Primi risultati confermano che he il rinforzoil rinforzo produceproduceun miglioramento un miglioramento del comportamentodel comportamentostrutturale.strutturale.

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POLIMIPOLIMI--b b –– COMPORTAMENTO DI ELEMENTI COMPORTAMENTO DI ELEMENTI LIGNEI NEL TERREMOTO DI LLIGNEI NEL TERREMOTO DI L’’AQUILAAQUILA

Esame di una serie di casi di strutture ed elementi lignei Esame di una serie di casi di strutture ed elementi lignei e del loro ruolo nella risposta dell'edificio e del loro ruolo nella risposta dell'edificio (comportamento osservato).(comportamento osservato).

Nella tradizione costruttiva sono presenti Nella tradizione costruttiva sono presenti alcuni alcuni efficaci elementi di collegamentoefficaci elementi di collegamento

Interventi preesistentiInterventi preesistenti: molti interventi eseguiti anche : molti interventi eseguiti anche sulle strutture in legno.sulle strutture in legno.

-- interventi ad alto impattointerventi ad alto impatto→→ risultato insoddisfacenterisultato insoddisfacente-- interventi leggeri di rinforzo interventi leggeri di rinforzo →→ esito positivoesito positivo

Molti elementi e strutture in legno hanno mostrato Molti elementi e strutture in legno hanno mostrato risorse inattese di risorse inattese di robustezzarobustezza, adattandosi alla , adattandosi alla situazione eccezionale e collaborando alla risposta situazione eccezionale e collaborando alla risposta globale. globale. Queste qualitQueste qualitàà possono essere favorite da possono essere favorite da tecniche di intervento a basso impattotecniche di intervento a basso impatto, sopra tutto , sopra tutto nei collegamenti e nelle giunzioni di carpenteria. nei collegamenti e nelle giunzioni di carpenteria.

Il lavoro Il lavoro èè tuttora in corso.tuttora in corso.

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ANALISI DI VULNERABILITAANALISI DI VULNERABILITA’’ DI STRUTTURE DI STRUTTURE LIGNEE DI COPERTURALIGNEE DI COPERTURA

La procedura, delineata nel primo progetto Reluis, La procedura, delineata nel primo progetto Reluis, èè stata stata -- ulteriormente sviluppataulteriormente sviluppata-- applicata a casi studioapplicata a casi studio

I casi studio erano coperture di edifici storici e monumentali:I casi studio erano coperture di edifici storici e monumentali:-- la copertura di una loggia in un castello (TN)la copertura di una loggia in un castello (TN)-- due coperture di edifici storici rurali (MI)due coperture di edifici storici rurali (MI)-- la copertura antica di una chiesa di campagna (VR)la copertura antica di una chiesa di campagna (VR)

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RISULTATIRISULTATI

LL’’uso di una procedura sistematica per la valutazione della vulneruso di una procedura sistematica per la valutazione della vulnerabilitabilitàà èèrisultata risultata utile a focalizzare le caratteristiche correlate alla capacitutile a focalizzare le caratteristiche correlate alla capacitàà di di risposta sismicarisposta sismica. Le strutture di copertura sono infatti solitamente . Le strutture di copertura sono infatti solitamente concepite e considerate in rapporto alla funzione di trasmissionconcepite e considerate in rapporto alla funzione di trasmissione di e di carichi verticalicarichi verticali. .

La La guida guida che la procedura fornisce allche la procedura fornisce all’’analisi si analisi si èè dimostrata efficace. dimostrata efficace.

Alcune indicazioni emerse dallAlcune indicazioni emerse dall’’analisi dei casi studio hanno permesso analisi dei casi studio hanno permesso alcune modifiche migliorativealcune modifiche migliorative..

Lavoro in corso: analisi coperture di chiese a Vimercate (MI), CLavoro in corso: analisi coperture di chiese a Vimercate (MI), Chieri (TO).hieri (TO).

Il lavoro della UR PolimiIl lavoro della UR Polimi--b b èè stato svolto stato svolto in collaborazione con la URin collaborazione con la UR--Trento.Trento.

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UR UNINA UR UNINA -- dd

Obiettivo della ricerca:Definizione di una metodologia di indagine perla caratterizzazione meccanica in situ di membraturelignee mediante l’uso di tecniche non-distruttive NDT

Programma di ricerca:I anno: Attività sperimentale di laboratoriosu elementi in legno antico di castagno medianteprove non distruttive (NDT) e distruttive (DT)II anno: Correlazioni tra i parametri NDT e DTper la stima delle proprietà fisico-meccaniche delmateriale mediante tecniche NDT comparateIII anno: Redazione di linee guida

Campo di applicazione:Diagnosi, analisi strutturale e consolidamentodelle costruzioni lignee esistenti anche diparticolare interesse storico-artistico

Basi di partenza:PRIN 2006 (coord. prof. M. Piazza)PROHITECH 2004-2008 (coord. prof. F.M. Mazzolani)

I anno: Attività sperimentale

CampionamentoDagli elementi di capriate lignee in legno antico di castagno sono stati ricavati:

Provini in dimensioni d’uso strutturale,caratterizzati da difetti (nodi, cipollature, degrado biologico)

Provini in legno netto,di piccole dimensioni e privi di difetti

Prove non-distruttive (NDT)Prove ultrasoniche,

per la determinazione delle proprietàdinamiche del materiale

Prove sclerometriche,per la stima della durezza e della consistenza superficiale del legno

Prove resistografiche,per la valutazione delle variazioni di densitàdel legno e la localizzazione dei difetti interni

Prove distruttive (DT)Prove a compressioneProve a flessione

norme UNI EN 408 (legno strutturale); UNI ISO 3787 e 3132 (legno netto)

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PROVE NONPROVE NON--DISTRUTTIVE (NDT)DISTRUTTIVE (NDT)nelle direzioni longitudinale (L) e trasversale (T) rispetto alla direzione della fibratura

Relazioni tra i parametri longitudinali e trasversali- Prove ultrasoniche: la velocità in direzione // alla fibratura (L) è circa pari a 3 volte

quella in direzione ⊥ alla fibratura (T)- Prove sclerometriche e resistografiche: il rapporto L-T è mediamente prossimo ad 1Influenza dei difetti del legno (prove trasversali)- Prove sclerometriche: per provini strutturali non lavorati la presenza degli strati

superficiali produce un incremento di circa il 20% della profondità di penetrazione dell’ago (P)- Prove resistografiche: la presenza di nodi produce un incremento della resistenza

media resistografica variabile tra il 30 ed il 40%

Prove sclerometriche

Parametro:- P: Profondità dipenetrazione dell’ago [mm]

Prove resistografiche

0

20

40

60

80

100

0 25 50 75 100 125 150

PP [mm]

A [%] Profilo trasversaleAmpiezza media con difettiAmpiezza media senza difetti

33.37 %19.50 %

Parametro:- Am: Resistenzamedia alla penetrazione di unapunta sottile [%]

-40-30-20-10

010203040

0 100 200 300 400 500 600 700 800

time [usec]

Amplitude [mV]

Prove ultrasoniche

Parametri:- V: Velocità [m/sec]- Edin: Modulo dinamico [Mpa]

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PROVE DISTRUTTIVE (DT)PROVE DISTRUTTIVE (DT)

01020304050607080

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

εc,0 [%]

σc,0

[N/mm2] legno netto (n=33)

piccole dimensioni (n=20)

dimensioni reali (n=14)

Compressione parallela alla fibratura: confronto tra i risultatidimensioni reali

UNI EN 408

piccole dimensioni

UNI EN 408 legno netto(senza difetti)

UNI ISO 3787

Flessione: provini in dimensione d’uso strutturale

fc,0~20 N/mm2 fc,0~40 N/mm2 fc,0~60 N/mm2

0

10

20

30

40

50

0 20 40 60 80 100 120 140

w [mm]

F[kN]

B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10

dimensioni reali (n=10)Valori medi:

Resistenzafm=41 N/mm2

Modulo elasticoEm~12000 N/mm2

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

a) Sperimentazione – in scala reale – e modellazione di elementi di fascia muraria (UNIPV-c– Magenes e UNITS – Gattesco, UNINA-a – Augenti)

b) Prove su pareti murarie in assenza ed in presenza di sistemi di rinforzo basati sull’utilizzo di materiali innovativi (UNINA-a – Augenti)

c) Ricostruzione della muratura storica (UNIRC – Ceradini)

WORK PACKAGE 3WORK PACKAGE 3

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

UNIPVUNIPV--c c –– PROVE CICLICHE SU PROVE CICLICHE SU FASCE DI PIANOFASCE DI PIANO

UNIPVUNIPV--c AT1c AT1--1b WP31b WP3

-- Simulazione numerica di prove Simulazione numerica di prove cicliche nel piano di sistemi cicliche nel piano di sistemi con fasce murarie gicon fasce murarie giàà eseguiteeseguite

-- Programmazione ulteriori 3 proveProgrammazione ulteriori 3 prove

-3 -2 -1 0 1 2 3

-60

-40

-20

0

20

40

60

drift [%]

forc

e [k

N]

experimental and numerical results, TU3

-3 -2 -1 0 1 2 3

-100

-50

0

50

100

drift [%]

forc

e [k

N]

experimental and numerical results, TUC

Simulazione numerica (macroelementi) delle Simulazione numerica (macroelementi) delle prove eseguite a Pavia e Zurigoprove eseguite a Pavia e Zurigo

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

ATTIVITATTIVITÀÀ DI UNINADI UNINA--a (Augenti)a (Augenti)

Modellazione costitutiva, domini di resistenza e Modellazione costitutiva, domini di resistenza e legami momentolegami momento--curvatura di sezioni in muratura ordinariacurvatura di sezioni in muratura ordinaria

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 1 2 3 4 5ε/εk

σ/ σ

k

Turnsek & Cacovic (1971) Arya & Hegemeier (1978) Sawko (1982) Chuxian (1984) Calvi & Magenes (1991) Capozucca (2004) EC6 (2005) Kaushik et al. (2007) Augenti & Parisi (2010)

clay without lime

clay with lime

⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞− ≤ ≤⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟

⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞− − ≤ ≤⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟

⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

3 2

k k k k k

3 2

k k k k k

σ ε ε ε ε= 0.7144 + 0.4549 +1.2595 per 0 1.12σ ε ε ε ε

σ ε ε ε ε= 0.0107 + 0.1388 0.6487 +1.545 per 1.12 5σ ε ε ε ε

Modellazione sino a Modellazione sino a grandi deformazionigrandi deformazioni

Domini di resistenza che Domini di resistenza che evolvono con la duttilitevolvono con la duttilitàà di di deformazionedeformazione

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ATTIVITATTIVITÀÀ DI UNINADI UNINA--a (Augenti)a (Augenti)

Elaborazione dati di 3 prove su pareti in scala realeElaborazione dati di 3 prove su pareti in scala reale

0

50

100

150

200

0 10 20 30 40 50 60 70 80d [mm]

H [k

N]

Monotonic test Cyclic test #1 Cyclic test #2

— Prova monotona su parete integra— Prova ciclica su parete pre-danneggiata– – Prova ciclica su parete riparata e rinforzata

Ripristino della capacità portante

Degrado di resistenza a spostamenti maggiori

Raggiungimento della resistenza monotona minima

Rinforzo con compositi a matrice inorganica

Quadro fessurativo nel pannello di fascia

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

ATTIVITATTIVITÀÀ DI UNINADI UNINA--a (Augenti)a (Augenti)

Progettazione di nuove prove su pareti in scala realeProgettazione di nuove prove su pareti in scala reale

Catenain acciaio

Obiettivi:Obiettivi:

-- Valutazione dellValutazione dell’’influenza del tipo di influenza del tipo di ““fascia di pianofascia di piano”” (es.: piattabanda ad (es.: piattabanda ad arco; cordolo in c.a.; catena metallica) arco; cordolo in c.a.; catena metallica) sulla capacitsulla capacitàà portante e di portante e di spostamento della paretespostamento della parete

-- Valutazione della capacitValutazione della capacitàà deformativa deformativa e del tipo di collasso della fasciae del tipo di collasso della fascia

-- Valutazione dellValutazione dell’’efficacia dei sistemi efficacia dei sistemi di rinforzo con materiali innovatividi rinforzo con materiali innovativi

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

SPERIMENTAZIONE E MODELLAZIONE DI SPERIMENTAZIONE E MODELLAZIONE DI ELEMENTI DI FASCIA MURARIAELEMENTI DI FASCIA MURARIA

UR di Trieste UR di Trieste –– Responsabile Prof. Natalino GattescoResponsabile Prof. Natalino Gattesco

•• Ricavare utili informazioni riguardanti il comportamento delle fRicavare utili informazioni riguardanti il comportamento delle fasce di asce di piano sia nella condizione di piano sia nella condizione di ““fascia debolefascia debole”” (non rinforzata) che nella (non rinforzata) che nella condizione di condizione di ““fascia robustafascia robusta”” (rinforzata) mediante prove sperimentali(rinforzata) mediante prove sperimentali

•• Evidenziare le criticitEvidenziare le criticitàà, sia in termini di resistenza che in termini di , sia in termini di resistenza che in termini di duttilitduttilitàà, delle fasce non rinforzate, delle fasce non rinforzate

•• Evidenziare lEvidenziare l’’incremento di resistenza e di duttilitincremento di resistenza e di duttilitàà nei campioni di fascia nei campioni di fascia rinforzatarinforzata

•• Proporre modifiche e/o integrazioni alle attuali relazioni analiProporre modifiche e/o integrazioni alle attuali relazioni analitiche tiche disponibili nella letteratura.disponibili nella letteratura.

OBIETTIVO DELLA RICERCAOBIETTIVO DELLA RICERCA

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

PROVE SPERIMENTALIPROVE SPERIMENTALI

Apparato sperimentale Fascia rinforzatApparato sperimentale Fascia rinforzata con nastri in CFRP a con nastri in CFRP

•• Campione in muratura di mattoni a tre teste e malta di calceCampione in muratura di mattoni a tre teste e malta di calce•• Campione rinforzato con nastri in CFRPCampione rinforzato con nastri in CFRP

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

RISULTATIRISULTATI

•• Resistenza di picco rinforzata 3 volte quella non rinforzata (13Resistenza di picco rinforzata 3 volte quella non rinforzata (130 kN, 45 kN)0 kN, 45 kN)•• Massimo Massimo ““driftdrift””: 1/30 fascia rinforzata, 1/125 fascia non rinforzata: 1/30 fascia rinforzata, 1/125 fascia non rinforzata•• Resistenza residua fino a rottura superiore al 40% in entrambi iResistenza residua fino a rottura superiore al 40% in entrambi i casicasi•• Notevole riduzione di rigidezza poichNotevole riduzione di rigidezza poichéé il campione rinforzato il campione rinforzato èè gigiàà fessurato fessurato

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

Displacement δ [mm]

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

Shea

r V [k

N]

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Displacement δ [mm]

-150

-120

-90

-60

-30

0

30

60

90

120

150

Shea

r V [k

N]

Fascia Fascia ““deboledebole”” ((non rinforzatanon rinforzata) Fascia ) Fascia ““robustarobusta”” ((rinforzata GFRPrinforzata GFRP))

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

Gallico (RC): Cantiere di Gallico (RC): Cantiere di completamento di completamento di una casa una casa ottocentescaottocentesca

macchina di contrastomacchina di contrasto

Prove al primo livelloProve al primo livelloProve al secondo livelloProve al secondo livello

Sollecitazioni di una piattabanda (da Carocci Sollecitazioni di una piattabanda (da Carocci Ceradini, Boll. Uff. Regione Marche 21Ceradini, Boll. Uff. Regione Marche 21--33--02)02)

Meccanismi di collasso rilevati e da Ortigia Meccanismi di collasso rilevati e da Ortigia (Giuffr(Giuffrèè 1992) che sollecitano le piattabande 1992) che sollecitano le piattabande fuori dal loro piano in contesti aggregati fuori dal loro piano in contesti aggregati

UNIRCUNIRC (Vittorio Ceradini, R.S., (Vittorio Ceradini, R.S., Alessia Bianco, Dir. Sper. Alessia Bianco, Dir. Sper. Alessandra Suraci Dir. Alessandra Suraci Dir. Lavori, Antonello Gambino, Lavori, Antonello Gambino, Michele Ambrogio, Michele Ambrogio, misurazioni)misurazioni)

UNIRC UNIRC –– SPERIMENTAZIONI IN SITU FUORI SPERIMENTAZIONI IN SITU FUORI DAL PIANO SU PIATTABANDE MURARIEDAL PIANO SU PIATTABANDE MURARIE

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

RisultatiRisultati

Apertura originaria Apertura originaria I livelloI livello

Arco riparatoArco riparato

Solaio appoggiatoSolaio appoggiato

Solaio vincolato alle cateneSolaio vincolato alle catene

Muro II liv. con piattabanda architravata 3 x 3 testeMuro II liv. con piattabanda architravata 3 x 3 testeCordolo murarioCordolo murario

Collegamento al tettoCollegamento al tetto

mmmm

KNKN

comportamento piattabanda inferiore al progredire dei vincoli imposti

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

A conclusione del 1° anno, oltre alla rendicontazione economica, è stata presentata anche la rendicontazione scientifica del Task.

Essa contiene una descrizione delle attività condotte nel corso del primo anno e della loro conformità al programma, oltre alla lista delle pubblicazioni collegate a ReLUIS. Attenzione viene posta anche alle eventuali collaborazioni trasversali fra i vari gruppi di ricerca all’interno del Progetto.

Al termine del 1° anno (M12):1. Analisi dello stato dell’arte e condivisione sulla tipologia dei modelli da sviluppare2. Progettazione delle campagne sperimentali in situ e in laboratorio e avvio della

sperimentazione

Al termine del 2° anno (M24):3. Presentazione dei modelli e dei criteri di verifica, applicabili a livello normativo4. Effettuazione delle prove sperimentali ed elaborazione dei primi risultati

Al termine del 3° anno (M36):5. Valutazione delle applicazioni dei modelli su casi studio6. Completamento dell'attività sperimentale, condivisione dei risultati e simulazioni numeriche

SUBSUB--TASK 1.1.1b: TASK 1.1.1b: MILESTONESMILESTONES

AT1-1 – Valutazione strutture esistenti e interventi di adeguamentoTask 1 – Vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici, beni culturaliSubtask 1b - Sperimentazione, valutazione dell’efficacia degli interventi

Area Tematica 1Strumenti per la valutazione e la gestione del rischio del patrimonio costruito

Linea 1.1Nuovi aspetti nella valutazione delle strutture esistenti e degli interventi di adeguamento e

valutazione del rischio sismico del patrimonio costruito a scala regionale

Task 1.1.1Valutazione della vulnerabilità di edifici in muratura, centri storici e beni culturali

SubTask 1.1.1.bStrutture in muratura: valutazione dell’efficacia degli interventi

WORKSHOP I ANNOUNIVERSITÀ DI TRENTO – FACOLTÀ DI INGEGNERIA

Giovedì 7 luglio 2011

Claudio Modena

GRAZIE